智能可穿戴设备在前交叉韧带重建病人居家康复中的应用效果

董 坤 ，郭锦丽 ，李佳慧 ，贾 婷

1.山西医科大学护理学院，山西 030001；2.山西医科大学第二医院

前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL）损伤是因体育运动导致的常见膝关节损伤[1]。ACL损伤后病人膝关节稳定性下降，严重影响其运动能力及生活质量。临床实践已证明，关节镜下外科手术重建是目前治疗ACL损伤的有效方法[2]。但通过手术仅能恢复病人膝关节结构稳定性，其功能稳定性的恢复仍需肌腱再血管化组织愈合改建，在此过程中科学规范的康复护理是保证移植肌腱愈合、提高膝关节稳定性、恢复膝关节功能的关键环节[3]。当前医疗背景下病人平均住院日缩短，ACL重建后的康复训练由院内转向院外，家庭康复时间占整个康复周期的95%以上[4]。目前，我国社区护理功能尚未完全发挥，与之相适应的康复理疗体系也亟须优化，病人居家康复进程中缺乏规范有效的指导，康复效果较差。如何对ACL重建病人进行康复管理，保证其康复锻炼的标准性、依从性，提高居家康复效果成为目前亟待解决的问题。近年来，移动医疗与生物传感技术的飞速发展推动可穿戴设备在骨科康复领域的使用，为病人居家康复提供了一种新型模式[5-6]。因此，本研究应用智能可穿戴设备（NEO-SMART）对ACL重建术后病人进行康复管理，探究其在居家康复护理中的应用价值。

1 对象与方法

1.1 对象 选取2020年4月—2020年8月在山西医科大学第二医院运动医学科行ACL重建术病人70例作为研究对象。纳入标准：MRI证实为ACL损伤或ACL损伤合并半月板损伤病人；年龄18～45岁；病人意识清楚，无认知功能障碍，并自愿参与配合本研究；术前无明显的肢体肿胀、关节僵硬等；无其他膝部疾病及并发症。排除标准：合并血管、神经、骨折及膝关节其他韧带损伤者；术后合并出血、感染等并发症者；随访时间＜3个月，无法完成干预者。本研究经山西医科大学第二医院医学伦理委员会审核批准，研究中所有病人均被告知详细试验内容并了解研究目的，签署知情同意书。采用随机数字表法将符合纳入标准的70例病人分为观察组和对照组，每组35例。干预过程中观察组失访2例，3例病人因个人原因退出研究；对照组失访3例，2例病人出现术后感染，最终完成本研究病人60例，每组30例。两组病人一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，详见表1。

表1 两组病人一般资料比较

1.2 干预方法 两组病人住院期间和出院后均接受医护协同指导下的常规康复训练，包括康复训练的动作方法及相应护理措施。对照组出院后采用常规康复计划，进行自主训练，指导来源于医护口头指导及公众号，医护于病人出院前1 d加强指导，告知病人第一阶段康复护理方案及支具的调节使用方法，指导病人定期完成门诊复查。观察组在常规康复基础上使用可穿戴设备进行康复锻炼，由研究者指导病人离院前掌握可穿戴设备的使用，两组病人康复流程相同，总康复时间均为12周。

1.2.1 手术与术后康复方法 两组病人手术方式均为关节镜下自体股薄肌与半腱肌重建前交叉韧带术，手术中及术后康复指导均由同一组医护团队完成。ACL重建术后康复方案由运动医学科医师、康复治疗师及骨科专科护士组成的多学科团队制定，共4个阶段，每个阶段根据移植物的情况安排不同的康复护理，所有训练动作均给予细化。详见表2。

表2 ACL重建术后康复方案

1.2.2 应用智能可穿戴设备康复方法 NEO-SMART是一种用于测量记录关节活动度的设备。该设备由可穿戴智能绑带（内置姿态传感器）、医护端小程序及病人端APP（骨事通）构成。病人使用时通过蓝牙信号将绑带与APP连接（连接时两者距离不超过1 m），同时依据APP训练模块的引导将绑带固定于正确位置，按照医护推送的个体化康复方案进行锻炼（系统内预设不同阶段康复方案）。NEO-SMART内置传感器实时记录病人康复动作的活动角度、次数及时长，系统通过预先设定的次数及角度自动判别病人锻炼是否达标，超出或未达到设定值时软件均给予警示提醒，每完成最低有效次数才能记录康复数据。医护端通过客观数据的反馈，可实时评估、分析、调整康复方案，进行术后远程精细化管理。病人可直观了解自身康复状况，学习相关康复护理知识。同时，NEO-SMART设置提醒功能，每日发送短信督促病人进行康复训练。

1.3 评价指标

1.3.1 膝关节活动度（ROM） 使用量角器测量病人ROM，测量3次后取平均值，误差不得超过1°。

1.3.2 大腿周径差 于髌骨上缘10 cm处用软尺测量双侧大腿周径，测量3次后取平均值，患侧大腿周径差值=健侧大腿周径-患侧大腿周径，误差不超过0.1 cm。1.3.3 Lysholm膝关节评分 包括跛行、拄拐、绞锁、不稳定、疼痛、肿胀、爬楼梯及下蹲8项内容，总分100分，≥95分为优秀，84～94分为良好，65～83分为尚可，＜65分为差[7]。

1.3.4 康复锻炼依从性 使用国内谭媛媛等[8]研制的骨科患者功能锻炼依从性量表。总分75分，≤20分为低依从性，21～54分为部分依从，≥55分为高依从性。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0软件对数据进行双人录入及统计分析，定性资料采用χ2检验，定量资料采用t检验、重复测量方差分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组ROM值比较 两组ROM值重复测量方差分析结果显示，时间效应、组间效应及交互效应均有统计学意义（P＜0.05）。术后4周、6周、8周观察组膝关节ROM显著优于对照组，见表3。

表3 两组病人手术前后膝关节ROM值比较(±s) 单位：°

表3 两组病人手术前后膝关节ROM值比较(±s) 单位：°

组别观察组对照组t值P例数30 30术前105.77±13.35 105.17±10.82 0.191＞0.05术后4周90.53±5.42 81.55±6.88 5.622＜0.05术后6周119.51±1.65 106.88±5.94 11.225＜0.05术后8周125.03±3.46 117.31±7.80 4.952＜0.05术后12周128.66±3.16 127.10±2.91 1.985＞0.05

2.2 两组大腿周径差比较 两组大腿周径差重复测量方差分析结果显示，时间效应、组间效应及交互效应均有统计学意义（P＜0.05）；术后4周、6周、8周、12周观察组大腿周径差值均小于对照组，详见表4。

表4 两组病人手术后大腿周径差值比较(±s) 单位：cm

表4 两组病人手术后大腿周径差值比较(±s) 单位：cm

组别观察组对照组t值P例数30 30术后4周1.40±0.31 2.16±0.34-9.110＜0.05术后6周1.31±0.30 2.15±0.37-9.675＜0.05术后8周1.14±0.30 2.11±0.51-8.845＜0.05术后12周1.01±0.27 2.10±0.60-9.152＜0.05

2.3 两组膝关节功能评分比较 两组Lysholm评分重复测量方差分析结果显示，时间效应、组间效应及交互效应均有统计学意义（P＜0.05）；术后4周、6周、8周、12周观察组膝关节功能评分高于对照组，详见表5。

表5 两组病人手术前后Lysholm膝关节功能评分比较(±s) 单位：分

表5 两组病人手术前后Lysholm膝关节功能评分比较(±s) 单位：分

组别观察组对照组t值P例数30 30术前43.53±18.62 46.03±18.36-0.524＞0.05术后4周44.80±10.79 32.47±8.89 4.833＜0.05术后6周63.20±5.67 46.97±6.23 10.550＜0.05术后8周74.40±7.78 61.70±9.33 5.724＜0.05术后12周85.63±5.76 74.10±9.66 5.616＜0.05

2.4 两组康复锻炼依从性评分比较 两组依从性重复测量方差分析结果显示时间效应、组间效应具有统计学意义（P＜0.05），时间和组间交互作用差异无统计学意义（P=0.059）。两组病人术后康复锻炼依从性得分比较见表6。

表6 两组病人术后康复锻炼依从性得分比较(±s) 单位：分

表6 两组病人术后康复锻炼依从性得分比较(±s) 单位：分

组别观察组对照组t值P例数30 30术后4周65.67±5.05 49.27±5.81 11.669＜0.05术后6周64.93±4.73 49.03±5.27 12.304＜0.05术后8周62.23±5.20 46.60±6.20 10.583＜0.05术后12周60.90±6.23 43.57±6.86 10.241＜0.05

3 讨论

3.1 NEO-SMART可有效改善病人早期膝关节活动度，促进肌肉力量的恢复 膝关节活动度是ACL重建术后强调的首要指标，良好的膝关节屈伸活动度及肌肉力量是病人恢复日常生活及重返运动的基础[1]。本研究结果显示，术后4周、6周、8周观察组病人膝关节ROM值均优于对照组（P＜0.05），而术后12周随访时观察组ROM值与对照组比较差异却无统计学意义（P＞0.05），与吴昕霞等[9-10]研究结果一致，与亓攀等[11]研究结果不一致。亓攀等[11]纳入的研究对象为膝关节置换术病人，结果表明使用可穿戴设备组术后12周时ROM值高于对照组。本研究中因康复方案要求术后6周ROM屈曲达120°后依据病人自身情况逐步进行关节活动度的训练，3个月时尚不需要追求最大弯曲角度，故术后12周两组病人ROM差异不大。但正是基于NEO-SMART的ROM训练可在术后早期膝关节腔内尚未黏连时达到第一、第二阶段规定度数，为肌肉力量的恢复奠定了基础。本研究结果显示，术后4周、6周、8周、12周观察组大腿周径差均小于对照组，表明NEO-SMART康复训练在改善病人肌肉方面效果显著，随时间推移，周径差逐步缩小。为保护移植韧带，ACL重建术后前期需支具固定，不可避免会造成病人肌肉萎缩、关节僵硬。而NEO-SMART将可穿戴设备与APP相结合为病人屈膝练习提供一种客观判断依据，通过每日练习可增加关节活动范围，尽早恢复关节活动度，重返日常生活。同时系统的语音提示可减少病人错误动作，保证其康复训练质量，推动股四头肌肌肉恢复。

3.2 NEO-SMART可促进病人膝关节功能的整体恢复 Lysholm膝关节功能评分量表主要用于评估膝关节韧带损伤后关节功能状况[12]。本研究结果显示，术后4周、6周、8周、12周观察组Lysholm膝关节功能评分高于对照组（P＜0.05），与相关研究结果[13]一致。提示使用NEO-SMART可明显改善病人膝关节功能，利于术后康复，原因可能为：对比传统自主康复训练，有监督指导、重复练习、成绩反馈的NEO-SMART康复模式可为病人提供更具实际意义的康复训练。智能可穿戴设备集术后指导、智能评估、实时预警、随访跟踪为一体，在国内医护资源不足、康复理疗分布不均的情况下，可在一定程度上减少人力投入，延伸优质护理服务，为病人居家康复提供一种系统化康复护理指导方案，利于病人科学、规范、高质量完成康复训练任务，促进膝关节功能的整体恢复。

3.3 NEO-SMART可提高病人参与康复锻炼的依从性 ACL重建病人术后康复结局与康复锻炼依从性密切相关[14]。有研究指出，70%的病人未能严格遵守术后康复方案，康复锻炼依从性较差[15-16]。本研究结果显示，术后4周、6周、8周、12周观察组病人康复锻炼依从性得分均高于对照组（P＜0.05），与尤炎丽等[17]研究结果相似。原因可能为：以自主康复为主的传统居家康复缺乏专业监督与指导，病人极易出现不会动、不愿动的现象，自我管理效能较低[16]。而将NEO-SMART作为居家康复辅助手段，可有效弥补自主康复训练的不足。其中以任务为导向的康复训练模块可使病人明确每日目标实现情况，通过数据的直观反馈衡量康复进度，进行自我管理。3D康复动作视频指导、每日完成次数设定、短信提醒及医护患间的定期交流反馈均可提高病人参与康复的自我能动性和积极性，有效解决康复锻炼依从性低的难题。但本研究也发现，随时间延长，病人康复锻炼积极性有所下降，可能是因为ACL重建病人术后完全康复需较长的时间[18]，随康复周期的延长，以青年为主的ACL重建病人逐步回归日常生活，自觉康复，有所懈怠，且因重返学习或工作的需要，病人用于康复锻炼的时间减少，故康复锻炼积极性随康复周期的延长逐渐下降。

4 小结

NEO-SMART为ACL重建病人居家康复提供了一种实时监督、有效指导、操作便捷的康复方式，在改善病人早期膝关节活动度及功能、促进肌肉力量恢复、提高康复锻炼依从性方面有一定的积极作用。另外，本研究尚存在一定局限性：研究对象样本量小，随访时间较短，未能观察到智能可穿戴设备在ACL重建病人的中长期效果，将在今后的研究中进一步改进。